Программируем Arduino. Основы работы со скетчами

Монк Саймон

analogWrite

analogWrite(9, 127);

Выводит широтно-импульсный сигнал. Протяженность положительного импульса может изменяться в диапазоне от 0 до 255, где число 255 соответствует 100%. Этой функции можно передавать номера контактов, обозначенных на плате как PWM (контакты 3, 5, 6, 9, 10 и 11)

Команды для работы со временем

millis

unsigned long l;

l = millis;

Переменные типа long в Arduino хранят 32-битные значения. Значение, возвращаемое функцией millis, — это число миллисекунд, прошедших с момента последнего сброса платы. Примерно

через 50 дней значение обнуляется и счет начинается заново

micros

long l;

l = micros;

Действует подобно millis, но возвращает число микросекунд, прошедших с момента последнего сброса платы. Значение обнуляется примерно через 70 минут

delay

delay(1000);

Приостанавливает работу скетча на 1000 мс, или на 1 с

delayMicroseconds

delayMicroseconds(10000)

Приостанавливает работу скетча на 10 000 мкс. Обратите внимание: минимальная задержка составляет 3 мкс, максимальная — около 16 мс

Прерывания (глава 3)

attachInterrupt

attachInterrupt(1, myFunction, RISING);

Устанавливает функцию myFunction, как обработчик положительного фронта прерывания 1 (контакт D3 в UNO)

detachInterrupt

detachInterrupt(1);

Запрещает обработку сигналов от прерывания 1

Полный перечень всех команд Arduino вы найдете в официальной документации на сайте Arduino: http://arduino.cc6.

В заключение

Из-за ограниченного объема книги в этой главе было дано очень краткое введение в мир Arduino. Более подробную информацию об основах вы найдете на многочисленных онлайн-ресурсах, включая бесплатные руководства по Arduino на сайте http://www.learn.adafruit.com.

В следующей главе мы заглянем под капот Arduino и посмотрим, как действует эта плата и что происходит у нее внутри, используя для этого удобную среду программирования Arduino.

2 Монк С. Программируем Arduino. Основы работы со скетчами. — СПб.: Питер, 2015. — Примеч. пер.

3 Существует замечательный сайт об Arduino на русском языке:— Примеч. пер.

4 В новых версиях Arduino IDE этот пункт называется Arduino/Genuino Uno. — Примеч. пер.

5 В русифицированной версии формат сообщений не всегда совпадает с форматом англоязычных сообщений. — Примеч. пер.

6 Аналогичный справочник с описанием команд на русском языке можно найти по адресу— Примеч. пер.

2. Под капотом

Самое замечательное в Arduino — в большинстве случаев нет необходимости знать, что происходит за кулисами после того, как вы выгрузите скетч. Но так как вы собираетесь вникнуть в особенности работы Arduino и узнать больше о ее возможностях, вы должны знать чуть больше о происходящем в ее глубинах.

Краткая история Arduino

Первая плата Arduino была создана в 2005 году в итальянском Институте проектирования взаимодействий (Interaction Design Institute) в городе Ивреа, близ Турина. Целью было создание недорогого и простого в использовании инструмента для обучения

студентов искусству проектирования интерактивных систем. Программное обеспечение для Arduino, которое обеспечило этой плате значительную долю успеха, является доработкой открытого фреймворка с названием Wiring, созданного студентом этого же института.

Доработанная версия для Arduino получилась очень близкой к оригиналу Wiring, а среда разработки Arduino IDE написана с использованием фреймворка Processing, старшего брата Wiring, способного работать на PC, Mac и других персональных компьютерах. Вам стоит обратить внимание на Processing, если вы работаете над проектом, в котором плата Arduino должна обмениваться информацией с PC через USB или Bluetooth.

Аппаратура Arduino все эти годы продолжала развиваться, но современные платы Arduino Uno и Leonardo сохранили форму и набор контактов, доставшиеся от оригинала.

Устройство Arduino

На рис. 2.1 изображена структурная схема платы Arduino Uno. Модель Leonardo имеет схожее устройство, но интерфейс USB в ней интегрирован в чип микроконтроллера. Похожее устройство имеет и модель Due, но в ней используется процессор с напряжением питания 3,3 В вместо 5 В.

Рис. 2.1. Устройство платы Arduino Uno

Во многих отношениях Arduino — не более чем микроконтроллер с небольшим количеством поддерживающих компонентов. В действительности вполне можно создать Arduino на макетной плате, добавив микропроцессор и несколько дополнительных компонентов, или создать свою печатную плату, взяв за основу плату Arduino. Готовые платы Arduino избавляют от такой необходимости, но вообще можно повторить любую плату Arduino, используя микроконтроллер и несколько действительно необходимых компонентов. Например, если ваша разработка предназначена только для одной цели, есть смысл отказаться от интерфейса USB, так как программы можно выгружать в микросхемы памяти на плате Arduino, а затем переносить их на свои платы.

Далее в книге будет показано, как можно программировать платы Arduino непосредственно через последовательный интерфейс внутрисхемного программирования ICSP (In Circuit Serial Programming).

Процессоры AVR

Во всех платах семейства Arduino используются микроконтроллеры, производимые компанией Atmel. Все они имеют схожую аппаратную архитектуру и, за исключением микроконтроллера, используемого в модели Due (SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU), схожую конструкцию.

ATmega328

В Arduino Uno и ее предшественнице Duemilanove используется микроконтроллер ATmega328. Фактически первые версии Arduino комплектовались микроконтроллером ATmega168, который, по сути, является полным аналогом ATmega328, но имеет в два раза меньше памяти каждого вида.

На рис. 2.2 изображена функциональная схема ATmega328 из технического описания микроконтроллера. Полное описание можно найти по адресу www.atmel.com/Images/doc8161.pdf. Вам стоит просмотреть ее, чтобы лучше понимать, как действует это устройство.